光纤端面研磨处理工艺流程

本文主要分析了光纤端面处理熔接对光纤激光器功率影响，

研究了光纤端面处理

工艺流程，分析了光纤

端面切割研磨方法，

对光纤熔接过程提出了具体要求，

为同类激光器研制提供了

参考依据。

1

、前言

光纤

圆柱形介质波导由纤芯、包层涂敷层

3

部分组成，一般单模多模光纤纤芯

直径分别为

5

～15μ

m 40

～100μm，包层直径大约为

125~600μm。经过处理光纤端面，理想状态一

个光滑平面。但实

际，光纤端面加工往往不能达到理想状态，例如抛光不理想、有划痕、表面或边

缘破碎损伤等等，都将使

端面情况复杂化。

对于光纤与激光器其它元件耦合以及光纤之间熔接来说，

要求

光纤端部必须有光滑平

整表面，

否则会增大损耗。

本文分类介绍了光纤损耗产生原因，

通过实验验证了

光纤端面质量对光纤激光

器输出功率影响，

研究了光纤端面处理工艺流程，

分析了光纤端面切割研磨方法，

对光纤熔接过程提出

了具体要求，为同类激光器研制提供了参考依据。

2

、光纤损耗种类

2.1

光纤本征损耗

光纤本征损耗即光纤固有损耗，

主要由于光纤机基质材料石英玻璃本身缺陷含有

金属过渡杂质

OH- 

，

使光传输过程产生散射、吸收色散，一般可分为散射损耗，吸收损耗色散损耗。

其散射损耗由于

材料原子密度涨落，

冷凝过程造成密度不均匀以及密度涨落造成浓度不均匀而

产生。吸收损耗由

于纤芯含有金属过渡杂质

OH-

吸收光，特别红外紫外光谱区玻璃存固有吸收。光

纤色散按照产生

原因可分为三类，即材料色散、波导色散模间色散。其单模光纤以基模传输，故

没有模间色散。单模

光纤本征因素，

对连接损耗影响最大模场直径。

单模光纤本征因素引起连接损耗

大约为

0.014dB

，当

模场直径失配

20%

时，将产生

0.2dB 

连接损耗。多模光纤归一化频率

V>2.404

，

有多个波导模式传输，

V 

值越大，模式越多，除了材料色散波导色散，还有模间色散，一般模间色散占主

要地位。所谓模间色散，

指光纤不同模式同一频率下相位常数

β

不同，因此群速度不同而引起色散。

此外，光纤几何参数如光纤芯径、包层外径、芯

/

包层同心度、不圆度，光学参

数如相对折射率、最大理论

数值孔径等，只要一项或多项失配，都将产生不同程度本征损耗。

2.2

光纤附加损耗